Η παρούσα Διπλωματική εργασία παρουσιάζει το σχεδιασμό, την ανάπτυξη και την
κατασκευή μιας έξυπνης συσκευής η οποία βασίζεται στον μικροεπεξεργαστή Xtensa
Diamond Standard 106 Micro της Tensilica (ESP8266 module) (“ESP8266 Overview |
Espressif Systems,” n.d.). Ο συγκεκριμένος μικροεπεξεργαστής είναι ευρύτατα
διαδεδομένος όχι μόνο εξαιτίας της ιδιαίτερα χαμηλής του τιμής, αλλά γιατί σε αυτό το
χαμηλό κόστος περιλαμβάνει βελτιωμένα χαρακτηριστικά σε σύγκριση με τον
ανταγωνισμό (μνήμη, επεξεργαστική ισχύς), ικανοποιητικό αριθμό εισόδων – εξόδων
γενικού σκοπού (General Purpose Inputs Outputs - GPIO) και τέλος διαθέτει
ενσωματωμένη τη δυνατότητα της ασύρματης διασύνδεσης.
Στο συγκεκριμένο μικροεπεξεργαστή επιλέχθηκε το I2C (Inter Integrated Circuit)
πρωτόκολλο (Paret & John Wiley & Sons, n.d.) σαν την καλύτερη επιλογή προκειμένου
να υπάρξει διασύνδεση με αισθητήρες, καθώς υποστηρίζεται από μεγάλη ποικιλία
αισθητήρων, είναι ιδιαίτερα εύκολο να προστεθεί μεγάλος αριθμός αισθητήρων και
απαιτούνται μικρές αλλαγές από πλευράς προγραμματισμού. Επιπλέον και με σκοπό την
ενεργητική χρήση της συσκευής έχει προστεθεί κατάλληλη διάταξη ελέγχου με χρήση
ηλεκτρονόμου (Relay) (Gurevich, 2006)η οποία θα δύναται να ενεργοποιεί ή να
απενεργοποιεί ηλεκτρικές συσκευές με βάση τις ανάγκες του χρήστη.
Στη συνέχεια παρουσιάζεται το ηλεκτρονικό σχέδιο της κατασκευής, η δημιουργία
κατάλληλης πλακέτας για την τοποθέτηση των εξαρτημάτων και τέλος η ενδεικτική
κατασκευή μιας καθημερινής έξυπνης οικιακής συσκευής (πολύπριζο) με σκοπό την
επίδειξη στην πράξη των δυνατοτήτων και της χρησιμότητας της.
Σε αυτό το σημείο θα πρέπει να γίνει ιδιαίτερη μνεία πως η εργασία αυτή απαίτησε τη
στενή συνεργασία με τον κ. Κωνσταντίνο Αμπατζίδη ο οποίος ασχολήθηκε με τον
προγραμματισμό της κατασκευής στην πτυχιακή του εργασία « Ανάπτυξη λογισμικού
διαχείρισης συσκευής αισθητήρων με χρήση τεχνολογιών Cloud σε περιβάλλον Android
O/S »
Ο συνδυασμός αυτός των εργασιών οδήγησε στο τελικό αποτέλεσμα το οποίο είναι κάτι
απτό και λειτουργικό. Παράλληλα όμως ανέδειξε προβλήματα τα οποία σε θεωρητικό
επίπεδο φαινομενικά επιλύονται εύκολα, στην πράξη όμως αποδεικνύονται ιδιαίτερα επίπονα και χρονοβόρα και απαιτείται η διαρκής ανταλλαγή πληροφοριών καθώς και η
αναζήτηση εναλλακτικών λύσεων προκειμένου η συνεργασία να οδηγήσει τελικά στο
επιθυμητό αποτέλεσμα.
The present paper is dealing with the design, development and construction of a smart
device based on the Tensilica Xtensa Diamond Standard 106 Micro Processor (ESP8266
module) (Paret & John Wiley & Sons, n.d.). This microprocessor is widespread not only
because of its low cost but also because this low cost includes improved features
compared to competition (memory, processing power), a good number of GPIOs and
finally it has embedded capability of wireless connection.
In this microprocessor, the I2C protocol (Gurevich, 2006) was distinguished as the best
choice in order to be connected via sensor interfacing, as it is supported by a variety of
sensors. It is very easy to add a quantity of sensors while small programming changes are
required. In addition, aiming for the active use of the device, a suitable relay device has
been added which is capable of switching on and off electrical devices according to the
needs of the user.
The electronic design of the construction, the creation of a suitable board for the fitting of
the components, and, finally, the indicative construction of an everyday smart home
device (power strip) are presented in order to demonstrate in practice its possibilities and
usefulness.
At this point it should be noted that this work required cooperation with Mr. Konstantinos
Abatzidis, who developed the software of this construction in his thesis “Software
development for an IoT based device, combining cloud data storage - analysis and
configuration of an interactive GUI for Android O/S.”
This cooperation led the researchers to build a device which is both functional and useful.
However, during the building process, quite a few problems arose. The effort the
researchers had to make was laborious but finally they were able to deal with the problems
successfully.
Υλοποίηση έξυπνης δικτυακής συσκευής με μικροεπεξεργαστή και διασύνδεση με αισθητήρες και διατάξεις ελέγχου»